嵌入式軟件覆蓋測試通用技術研究.pdf

1、隨著軟件應用領域的不斷擴展，嵌入式系統(tǒng)得到了充分的發(fā)展，并被廣泛地應用于工業(yè)控制、智能家居、消費電子、物聯(lián)網(wǎng)、無線通訊等領域。作為嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分，嵌入式軟件的質量引起了各方的高度重視。軟件測試是保證軟件質量的重要手段。其中覆蓋測試技術是軟件白盒測試的重要方法之一。與傳統(tǒng)軟件相比，嵌入式軟件具有專用性，一般只能在特定的硬件平臺上執(zhí)行。而且由于嵌入式軟件的開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境不一致，導致無論在宿主機測試如何充分，也不能保證在目標機上

2、就能正常執(zhí)行。此外嵌入式軟件存在實時性、系統(tǒng)資源有限等特點，傳統(tǒng)軟件覆蓋測試技術并不能直接應用于嵌入式軟件測試。當前大部分針對嵌入式軟件的測試是基于全數(shù)字仿真平臺的，被測軟件運行在仿真模擬環(huán)境中，測試之前需要耗費大量的時間精力對目標機進行數(shù)字仿真，且隨著嵌入式系統(tǒng)日趨復雜，仿真的代價越來越高。同時測試工具都主要針對特定被測軟件，測試平臺都是從底層重新做起，沒有一個很好的通用平臺提供支持，導致測試周期長資源利用率低。
　　針對嵌入式

3、軟件覆蓋測試的特點，本文對嵌入式軟件覆蓋測試關鍵技術的進行深入研究，包括源代碼分析、程序插樁、覆蓋算法等，提出了嵌入式軟件覆蓋測試模型?；贓clipse CDT/JDT工具實現(xiàn)對被測程序源代碼分析，通過修改CDT/JDT部分源碼以定制測試所需的抽象語法樹信息，再進行預處理，得到標準的被測軟件程序結構信息以供后續(xù)使用。從程序塊的劃分原則、插樁策略、探針函數(shù)設計三個方面討論了插樁技術。闡述了語句覆蓋、分支覆蓋、條件覆蓋、基本路徑覆蓋四種覆

4、蓋策略的覆蓋算法。特別地，針對覆蓋測試流程中源代碼分析、插樁植入探針、編譯鏈接、程序執(zhí)行、測試數(shù)據(jù)分析等階段，分別提出了旨在提高通用性的解決方案。在源代碼分析階段，依托Eclipse CDT/JDT開源包實現(xiàn)對C、C++、JAVA多種不同語言源代碼分析，得到包含被測程序關鍵信息的抽象語法樹，對抽象語法樹中的冗余信息進行消除，提高遍歷的效率;在插樁階段，闡述了插樁位置的選擇策略、插樁策略以及探針函數(shù)設計策略，以減少插樁對被測軟件的影響，提

5、高程序執(zhí)行效率，并通過設立探針函數(shù)庫來支持不同語言、不同插樁策略下對探針函數(shù)的需求;在編譯階段，針對使用不同語言開發(fā)運行在不同平臺上的嵌入式軟件可以自定義編譯時使用的編譯器，編譯后可以直接在目標機運行;在執(zhí)行階段，由于測試是基于半實物測試環(huán)境的，在半實物測試環(huán)境下，宿主機是測試模型的核心，目標機環(huán)境具有可替換性，只需要更換目標機即可實現(xiàn)對不同硬件平臺被測軟件的測試，實現(xiàn)測試平臺與具體測試硬件資源無關性;在測試數(shù)據(jù)傳輸時，使用XML作為測

6、試數(shù)據(jù)存儲的媒介，XML能方便有效地表示結構化數(shù)據(jù)，通過XML實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標準化、結構化，解決不同平臺、不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)結構差異的問題。
　　本文根據(jù)提出的測試模型，搭建了嵌入式軟件交叉測試環(huán)境，設計并實現(xiàn)了一個支持該模型的嵌入式軟件測試平臺，平臺能夠對基于C、C++、JAVA語言開發(fā)的嵌入式軟件進行覆蓋測試，支持的覆蓋策略包括語句覆蓋、分支覆蓋、條件覆蓋、基本路徑覆蓋。利用該測試平臺對多個被測軟件進行測試，以可視化的數(shù)據(jù)和圖形顯